LTE功率控制的基本思路.docx

LTE 功率控制的基本思路 1 概述根据上行和下行信号的发送特点, LTE 物理层定义了相应的功率控制机制。对于上行信号,终端的功率控制在节电和抑制小区间干扰两方面具有重要意义,因此,上行功率控制是 LTE 重点关注的部分。小区内的上行功率控制,分别控制上行共享信道 PUSCH 、上行控制信道 H 、随机接入信道 PRACH 和上行参考信号 SRS 。 PRACH 信道总是采用开环功率控制的方式。其它信道/信号的功率控制,是通过下行 H 信道的 TPC 信令进行闭环功率控制。对于下行信号,基站合理的功率分配和相互间的协调能够抑制小区间的干扰,提高同频组网的系统性能。严格来说, LTE 的下行方向是一种功率分配机制,而不是功率控制。不同的物理信道和参考信号之间有不同的功率配比。下行功率分配以开环的方式完成,以控制基站在下行各个子载波上的发射功率。下行 RS 一般以恒定功率发射。下行共享控制信道 PDSCH 功率控制的主要目的是补偿路损和慢衰落,保证下行数据链路的传输质量。下行共享信道 PDSC H的发射功率是与 RS 发射功率成一定比例的。它的功率是根据 UE 反馈的 CQI 与目标 CQI 的对比来调整的, 是一个闭环功率控制过程。在基站侧,保存着 UE 反馈的上行 CQI 值和发射功率的对应关系表。这样,基站收到什么样的 CQI , 就知道用多大的发射功率,可达到一定的信噪比( SINR )目标。 2 上行功率控制上行功率控制可以兼顾两方面的需求,即 UE 的发射功率既足够大以满足 QoS 的要求,又足够小以节约终端电池并减少对其他用户的干扰。为了实现这个目标,上行链路功率控制必须使自己适应于无线传播信道的特征(包括路径损耗特征、阴影特征和快速衰落特征) ,并克服来自其他用户的干扰(包括小区内用户的干扰和相邻小区内用户的干扰)。 LTE 功率控制室开环功控和闭环功控的组合,这样与纯粹的闭环功控相比,理论上需要的反馈信息量比较少,即只有当 LTE UE 不能准确估算功率设置时才需要闭环功控。根据路径损耗估算和开环算法, LTE 系统为 PSD ( 功率频谱密度, Power Spectral Density ) 发射设定了一个粗糙的操作点,这能在最普通的路径损耗及阴影衰落场景中为平均的调制编码方法提供适当的 PSD 。围绕着开环操作点, LTE 上行的闭环功率控制能提供更快的调整, 这能够更好地控制干扰,并且更精细地调整功率以适应信道情况(包括快衰落变化)。由于 LTE 的上行链路是完全正交的,上行功率控制不需要象 CDMA 那样快,功控周期一般不超过几百赫兹。每个 UE 根据接收到的参考信号 RS 的信号强度完成路径损耗测量,以确定要补偿部分路径损耗( fraction of the path-loss ) 需要多大的发射功率, 因此也被称作 Fractional Power Control (部分功率控制) 。部分功率控制的参数由 eNodeB 决定,该参数的取值需要兼顾平衡整体频谱效率和小区边缘性能。部分功率控制和闭环功率控制命令合作完成上行功率控制。功率控制可以与频域资源分配策略相结合,以实现小区间的干扰协调,提高小区边缘性能和整体频谱效率。其中的一种干扰协调技术是为位于相邻小区的路径损耗相似的几个 UE分配相同的时频资源,这样可以提高小区边缘的性能,避免那些离基站比较近的相邻小区 UE 引起的强干扰(特别是有些基站的前后比性能不理想)。 LTE 上行链路对 PUSCH 、 H 和 SRS 进行功率控制。三种上行信道或者信号的功率控制的数学公式不同,但都可以分成两个基本的部分: 1 )根据 eNodeB 下发的静态或者半静态参数计算得到的基本开环操作点; 2 )每个子帧都可能调整的动态偏置量,即: 每个 RB 的功率=基本开环操作点+动态偏置量基本开环操作点取决于一系列因素,包括小区间的干扰状况和小区负荷,它可以进一步分成两部分: 1 )一个半静态功率基数值 P 0, P 0 可以分成适用所有小区内 UE 的通用功率数值,一个每个 UE 不同的偏置量; 2)一个开环路径损耗补偿分量。开环路径损耗补偿分量取决于 UE 对下行路径损耗的估算, 后者由 UE 测量到的 RSRP 数值和已知的下行参考信号( RS )的发射功率计算而得。在一种极端情况下, eNodeB 可以把 P 0设置为最小值-126dBm ,完全根据 UE 测量的路径损耗的大小来调整上行功率。如果执行完全路径损耗补偿方法能让小区边缘的 UE得到最大程度的公平对待,但是在多小区并存的现实部署环境中,实施部分路径损耗补偿方法能减少小区间的干扰,不需要为确保小区边缘用户的传输质量分配过多的资源,从而能提高系统的整体上行链路容量。因此 LTE 系统引入了部分路径损